甘藍(lán)型油菜苗期植株及根系分泌酸性磷酸酶的QTL定位與分析.pdf

1、土壤磷有效性低是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)普遍存在的問題，而甘藍(lán)型油菜作為主要的油料作物之一，磷需求量大，對缺磷反應(yīng)敏感。因此，研究甘藍(lán)型油菜磷高效分子機(jī)制，培育和遺傳改良磷高效作物品種，對磷資源的可持續(xù)利用具有重要意義。酸性磷酸酶對作物適應(yīng)低磷脅迫具有重要作用。本研究以磷高效品種鄂油長莢和磷低效品種B104-2以及由二者衍生而來的重組自交系群體(BE-RIL，F(xiàn)10)為研究材料，通過水培實(shí)驗(yàn)調(diào)查不同磷處理下兩個(gè)親本和BE-RIL苗期根系分泌和植株酸性磷

2、酸酶活性，并利用已經(jīng)構(gòu)建好的遺傳連鎖圖對所考察性狀進(jìn)行QTL定位和分析。取得的主要結(jié)果如下：
　　 ⑴親本和BE-RIL不同磷處理下表型變異:長期低磷處理下各部位酸性磷酸酶活性顯著增強(qiáng)，而短期低磷處理下酸性磷酸酶活性變化較小。不同磷處理下，兩個(gè)親本之間的根系分泌、根系以及葉片酸性磷酸酶活性均沒有顯著性差異。BE-RIL群體中各部位酸性磷酸酶活性均成連續(xù)分布，不同部位酸性磷酸酶活性為根系＞葉片＞根系分泌，根系分泌酸性磷酸酶活性在不

3、同磷處理下均和根系酸性磷酸酶活性呈正相關(guān)而和葉片酸性磷酸酶活性呈負(fù)相關(guān)，表明根系和葉片酸性磷酸酶活性對根系分泌酸性磷酸酶活性有不同的影響。在第三次長期低磷處理中還考察了干重、磷相關(guān)等12個(gè)性狀，結(jié)果表明，不同部位酸性磷酸酶對不同的性狀有不同的影響。
　　 ⑵相關(guān)性狀的QTL定位和分析:利用WinQTL Cartographer2.5中的復(fù)合區(qū)間作圖法共檢測到62個(gè)酸性磷酸酶QTL和48個(gè)干重、磷相關(guān)性狀QTL。這些酸性磷酸酶QT

4、L中，正常磷處理下檢測到9個(gè)，短期低磷處理下12個(gè)，三次長期低磷處理下共檢測到共41個(gè)。所有檢測到的110個(gè)QTL分布在19條連鎖群，其中，A基因組有59個(gè)，C基因組上51。單個(gè)QTL解釋表型變異貢獻(xiàn)率為6.43％-22.38％。在A4、A6、A9、C3和C5上均檢測到根系分泌酸性磷酸酶和根系酸性磷酸酶QTL位于相同區(qū)段，這也在分子水平上表明了根系分泌酸性磷酸酶和根系酸性磷酸酶之間的關(guān)系密切。根系分泌和根系酸性磷酸酶各檢測到一個(gè)低磷特異

5、的穩(wěn)定QTL，葉片酸性磷酸酶在C9上檢測到2個(gè)低磷特異的穩(wěn)定QTL，而在C4上檢測到一個(gè)在各磷處理下均表達(dá)的組成型QTL。此外，本研究中定位的酸性磷酸酶和磷含量相關(guān)QTL與本實(shí)驗(yàn)室利用BE-RIL群體已經(jīng)定位的其他不同磷水平以及不同生長時(shí)期產(chǎn)量、根系、磷含量等相關(guān)性狀QTL有大量的重疊區(qū)段，表明這些多環(huán)境中檢測到的相互重疊的QTL對甘藍(lán)型油菜適應(yīng)磷脅迫具有重要作用。
　　 ⑶BE-RIL遺傳連鎖群與白菜和甘藍(lán)基因組的比較作圖:利

6、用從擬南芥數(shù)據(jù)庫中搜集到的64個(gè)具有酸性磷酸酶活性的基因在白菜和甘藍(lán)基因組中分別得到86和62個(gè)同源基因，并將這些同源基因和遺傳連鎖圖上209個(gè)SSR以及功能標(biāo)記一起用于BE-RIL遺傳連鎖圖譜與白菜和甘藍(lán)基因組的比較作圖。結(jié)果顯示，除部分倒位外，甘藍(lán)型油菜和白菜、甘藍(lán)基因組具有較好的線性關(guān)系。所定位到的QTL區(qū)間內(nèi)包含了13個(gè)基于磷代謝相關(guān)基因開發(fā)的功能標(biāo)記，而且有大量白菜和甘藍(lán)酸性磷酸酶基因與本研究中定位到的酸性磷酸酶QTL位于相同